VIANA, Quézia Maia. Diversidade microbiológica e rendimento da produção fermentativa de hidrogênio a partir de glicerol. 2013. 107 f. Dissertação (Mestrado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-24T19:20:33Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_qmviana.pdf: 1588834 bytes, checksum: b3378dddb8b7d44e2521592537a3a74a (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-27T20:41:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_qmviana.pdf: 1588834 bytes, checksum: b3378dddb8b7d44e2521592537a3a74a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T20:41:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_qmviana.pdf: 1588834 bytes, checksum: b3378dddb8b7d44e2521592537a3a74a (MD5) Previous issue date: 2013 / The growing demand for alternative energy makes hydrogen (H2) an interesting fuel because of its high concentration of energy per unit mass. Moreover, in the future, the glycerol derived from the biodiesel industry can become an environmental liability due to the increasing production of biodiesel. Therefore, the fermentative production of hydrogen from residual glycerol is an attractive alternative because it will be possible to generate clean energy from a waste. The issue on the optimization of biological production of H2 is the selection of microbial population with an adequate diversity that improves the hydrogen yields. Techniques for pre-treatment of the inoculum select specific microorganisms to produce H2 and enrich the community with H2-producing bacteria. Therefore, these controlled environmental disturbs are widely used. Based on the above, this study aimed to: (i) select a microbiota with high potential for the production of H2 and analyse its diversity, (ii) evaluate the impact of pre-treatments on microbial diversity and hydrogen yield, (iii) evaluate the relationship between microbial diversity and hydrogen yield. Different inocula were tested at different pre-treatments (heat shock, acid shock and chloroform addition). The results show that the microbial diversity is directly related to hydrogen yield. Likewise, the impact of the pre-treatment depends on the type of inoculum. However, the highest diversity and yield were achieved with sludge withdrawn from a municipal wastewater treatment plant without any pre-treatment. In general, the pre-treatments resulted in different diversity index, which shows that the degree of disturb may not only affect the methanogenic microorganism, but also the remaining in the inoculum. The pre-treatments became redundant because only the imposed high organic load and the absence of buffer promoted reduction of pH to the optimum range for H2 production, inhibiting the methanogenic activity and improving the hydrogen yield. / A crescente demanda por energias alternativas torna o hidrogênio (H2) interessante por possuir alta concentração de energia por unidade de massa. Aliado a isso, futuramente, o glicerol, subproduto da geração de biodiesel, passará de resíduo a passivo ambiental, devido à crescente produção de biodiesel.Unindo as duas perspectivas, a produção fermentativa de hidrogênio a partir de glicerol residual é uma alternativa atraente, pois pode-se é gerar energia limpa a partir de um resíduo. A grande questão que envolve a otimização da produção biológica de H2 é a seleção de inóculos com diversidade microbiana que maximize os rendimentos. Técnicas de pré-tratamento do inóculo selecionam microrganismos específicos para a produção de H2 e enriquecem a comunidade com bactérias produtoras de H2. Por isso, esses distúrbios controlados no ambiente são utilizados amplamente.Com base no que foi exposto, este trabalho teve como objetivos: (i) selecionar uma microbiota com potencial elevado de produção de H2 e analisar sua diversidade; (ii) avaliar o impacto dos pré-tratamentos sobre a diversidade microbiana e o rendimento da produção de H2 (ƞH2); (iii) e relacionar diversidade microbiana com ƞH2(na Ecologia este termo é conhecido como produtividade). Foram testados diferentes inóculos submetidos a diferentes pré-tratamentos (choque de calor, choque ácido e adição de clorofórmio). Pelos resultados, pode-se concluir que a diversidade microbiana tem relação direta com a produtividade em H2. Da mesma forma,o impacto do pré-tratamento sobre a microbiota depende do tipo de inóculo. No entanto, as maiores diversidade e produtividade foram alcançadas com lodo proveniente da estação de tratamento de esgoto doméstico sem pré-tratamento. Os pré-tratamentos resultaram em diferentes índices de diversidade, o que mostra que o grau do distúrbio, pode não só afetar os microrganismos metanogênicos, mas também os demais presentes. Concluiu-se que a aplicação de pré-tratamentos se tornou redundante, pois apenas a aplicação de carga orgânica elevada e ausência de solução tampão promovem redução do pH para a faixa ideal das produtoras de H2, inibindo a atividade metanogênica.

A resistência antimicrobiana é um desafio atual à saúde públ ica. Agentes antimicrobianos são indispensáveis no controle de infecções bacterianas, não só em seres humanos, mas também em animais e plantas. A pressão seletiva imposta pela utilização sistemática de um antimicrobiano pode selecionar cepas com algum mecanismo de resistência e estas, disseminarem-se pelo ambiente. Muitas teorias e controvérsias existem a respeito da disseminação da resistência entre animais e humanos, além disso, a prevalência de genes que conferem resistência às cefalosporinas de espectro estendido, carbapenêmicos e col istina, em bactérias zoonóticas comensais é pouco conhecida. Este trabalho avaliou a prevalência dos principais genes de resistência de importância clínica (bla1MP -type, blav1M -type, blaNoM- 1. blaKPc -type, blaGEs -type, blaoXA-48, blarEM, blasHv, blacrx-M e mcr-1) em isolados de E. colí, originados de aves de produção. Foram coletados swab cloacal de frangos, em um abatedouro frigorífico localizado no Rio Grande do Sul. Foram obtidos 343 isolados de E. colí que cresceram em presença de ceftazidima. Entretanto, 57 isolados foram positivos para os genes que conferem resistência às cefalosporinas: 3 blasHv, 18 blacrx-M, 30 blarEM e 6 para blacrx-M e blarEM concomitantemente Destes, 25 isolados foram positivos no teste fenotípico para pesquisa de ESBL. De acordo com o perfil de susceptibilidade aos antibióticos, 56 (98%) isolados foram considerados m ultirresistentes. Quanto à pesquisa do gene mcr-1, 1 O isolados foram positivos (2,9%), sendo todos multirresistentes. Destes, 8 obtiveram valor de CIM para polimixina de 2mgiL, os outros dois isolados obtiveram CIM 0.25mg/L e 1mg/L. A 1 tipagem molecular realizada por PFGE demonstrou que 5 isolados do mesmo lote foram clonalmente re lacionados, enquanto outros 5 não tiveram relação clonal. A tipagem molecular real izada in silico a partir do sequenciamento completo do genoma bacteriano de 4 isolados positivos para o gene mcr-1 revelou a presença de 3 STs: ST38, ST58 e ST2491 . A ST38 é bastante disseminada e associada com infecções em humanos. Diante da emergência da propagação do gene mcr-1 a partir de bactérias comensais de animais, torna-se crucial a implementação de práticas interdisciplinares no controle do uso de antim icrobianos na medicina veterinária, humana e no ambiente, evitando a disseminação da resistência e o esgotamento das opções terapêuticas. Alternativas ao uso indiscriminado dos antibióticos na produção animal j unto a ações que procurem diminuir o potencial reservatório ambiental destes genes, devem ser implementadas. / Antimicrobial resistance is a current public health challenge. Antimicrobial agents are essential in lhe control of bacterial infections, not only in humans, but also in animais and plan ts. The pressure selection imposed by lhe systematic use of an antimicrobial, selects strains that harbor some resistance mechanism. The antibiotic resistance spread among animais and humans is controversial, furthermore, lhe prevalence of genes related to resistance to extended-spectrum cephalosporins, carbapenems and colistin in zoonotic commensal bacteria is no! completely known. This study evaluated lhe prevalence of important clinicai resistance genes (blatMP -type, b/avtM -type, b/aNoM- 1, b/aKPc -type, b/aGEs -type, b/aoXA-48, b/arEM, b/asHv, blacrx-M and mcr-1) in E. co/i isolates originated from poul try production. Cloacal swabs were collected from chickens in a slaughterhouse located in Rio Grande do Sul. A total of 343 E. co/i isolates were grown in the presence of ceftazidime. Genes encoding resistance to carbapenems, were not detected. However, 57 isolates were positive to cephalosporins resistance genes: 3 b/asHv, 18 b/acrx-M, 30 b/arEM and six isolates were co-producers of b/acrx-M and b/arEM. Phenotypic test for confirmation of ESBL, were positive for 25 isolates. According to lhe profile of susceptibility to antibiotics, 56 isolates were considered multiresistant (98%). Regarding the mcr-1 gene investigation, 10 isolates were positive, ali of them multiresistant. The polymixin MIC of 8 isolates was 2 mg/L, lhe other two isolates presented MIC = 0.25mg/L and MIC = 1 mg/L. The molecular typing analysis, performed by PFGE, showed that 5 isolates from lhe same batch were clonally related , while another 5 were not related. Molecular typing performed in silíco from complete sequencing of the bacterial genome of 4 mcr-1 positive isolates revealed the presence of 3 sequences type: ST38, ST58 e ST2491 . With lhe present data in our hands and lhe emergence of mcr-1 gene, detected in commensal bacteria, with animal origins, it is cru cial to implement interdisciplinary practices, to control lhe use of antimicrobials in veterinary medicine, human and the environment, avoiding lhe spread of resistance and depletion of therapeutic options. The indiscriminate use of antibiotics in animal production should be re-consider, as well as actions aiming to reduce lhe potential environmen tal reservoir of resistance genes, in order to prevent global spread.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / Salmonella enterica es rutinariamente encontrada en el tracto gastrointestinal de una amplia variedad de animales y generalmente no causa enfermedad en ellos. Sin embargo, cuando causa enfermedad, las manifestaciones comunes de salmonelosis en el ganado incluyen diarrea, neumonía, abortos y muerte. En humanos, normalmente se presenta como gastroenteritis autolimitada; no obstante, en niños, pacientes inmunodeprimidos o ancianos, puede llevar a la muerte, si no es tratada apropiadamente. Esta investigación busca detectar y caracterizar la resistencia antimicrobiana de S. enterica en muestras de heces de bovinos de comunas rurales de la Región Metropolitana, Chile. Para ello se obtuvieron 670 muestras de heces ambientales de bovinos de lechería, en un total de 14 muestreos en 4 localidades: María Pinto, Peñaflor, Melipilla e Isla Maipo. Las muestras fueron procesadas en el Laboratorio de Enfermedades Infecciosas, de la Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias de la Universidad de Chile, donde se realizó el aislamiento y confirmación por PCR, y posteriormente se analizaron en cuanto a su resistencia a antimicrobianos. Se registró un 6,7% de detección, de las cuales un 54% correspondió a S. enterica ser. Livingstone, 39% a S. enterica ser. Typhimurium y 7% a S. enterica ser. Infantis; con una detección de 6,7% en Isla Maipo, 9,2% en Peñaflor y 0% para Melipilla y María Pinto. Los mayores índices de resistencia antimicrobiana se presentaron contra ciprofloxacino, tetraciclina y cefotaxima, expresados en 8 perfiles distintos. Se encontró asociación estadísticamente significativa entre las variables lugar de detección, perfiles de resistencia y serotipos detectados. Si bien los valores de resistencia y multiresistencia a antimicrobianos encontrados no son excepcionalmente altos, es importante destacar que esto no debe ser motivo de disminución de la atención a esta bacteria, debido a los índices y alertas internacionales / Salmonella enterica is routinely found in the gastrointestinal tract of a wide variety of animals and generally does not cause disease. However, when it causes, common manifestations of salmonellosis in cattle include diarrhea, pneumonia, abortions and death. In humans, it usually presents as self-limited gastroenteritis; but, in children, immunosuppressed or elderly patients, it can lead to death, it can lead to death, if not treated properly. This research seeks to detect and characterize the antimicrobial resistance of S. enterica in stool samples of bovines from rural communes of the Metropolitan Region, Chile. For this, 670 samples of environmental feces of dairy cattle were obtained, in a total of 14 samplings from dairies located in 4 localities: María Pinto, Peñaflor, Melipilla and Isla Maipo. The samples were processed in the Laboratory of Infectious Diseases, in the Faculty of Veterinary and Animal Sciences of the University of Chile, where the isolation and confirmation was carried out by PCR, and later they were analyzed in terms of their antimicrobial resistance. There was a 6.7% detection, of which 54% corresponded to S. enterica ser. Livingstone, 39% to S. enterica ser. Typhimurium and 7% to S. enterica ser. Infantis; obtaining a detection of 6.7% in Isla Maipo, 9.2% in Peñaflor and 0% for Melipilla and María Pinto. The highest resistance indices were presented to ciprofloxacin, tetracycline and cefotaxime, expressed in 8 different profiles. A statistically significant association was found between the variables detection site, resistance profiles, and serotypes detected. Although the values of resistance and multiresistance to antimicrobials found are not exceptionally high, it is important to emphasize that this should not be the reason for diminishing attention to this bacterium, in response to international indicators and alerts / Proyecto FONIS SA15110094

Apesar da importância ambiental dos morcegos em ambientes urbanos, poucos estudos relatam a presença de enterococos nestes animais. Este estudo teve como objetivos: a) isolar, identificar as espécies e detectar a presença de genes de resistência e fatores de virulência em enterococos isolados de fezes de morcegos Tadarida brasiliensis; e b) avaliar a distribuição das espécies de enterococos por qPCR e dos genes de resistência por PCR nas amostras de fezes de morcegos T. brasiliensis. Quatro pools de fezes de morcegos foram coletados em três municípios do Estado do Rio Grande do Sul e foram analisados por metodologias utilizando técnicas de microbiologia e moleculares. A partir das análises dos enterococos isolados das fezes, foram identificadas 4 espécies, sendo Enterococcus faecalis a mais frequente (83,6%), seguida de E. casseliflavus (13,7%), E. gallinarum (1,35%) e E. mundtii (1,35%). As cepas apresentaram perfil de resistência para rifampicina, eritromicina, norfloxacina, ciprofloxacina e tetraciclina. Dentre as 32 cepas resistentes à eritromicina, 28 apresentaram o gene ermC. Das 13 cepas resistentes à ciprofloxacina e norfloxacina nenhuma foi positiva para o gene gyrA. A única cepa resistente à tetraciclina apresentou o gene tetM. Os genes vanC1 e vanC2-3 foram observados em cepas de E. faecalis Quanto à presença dos genes de virulência, maior incidência foi observada para os genes gelE (97,3%) e ace (91,8%), seguido por agg (49,3%), cylA (5,5%) e esp (2,7%). A análise por qPCR permitiu identificar as espécies E. casseliflavus, E. faecalis, E. faecium, E. gallinarum e E. hirae nas fezes dos morcegos. Os genes de resistência ermC, gyrA, vanA, vanB, vanC1 e vanC2-3 foram detectados por PCR. Em conclusão, diferentes espécies de enterococos fazem parte da microbiota do trato gastrointestinal de morcegos T.brasiliensis e a presença de elementos de resistência e virulência podem estar relacionadas a fatores antropogênicos ou ter origem no resistoma ambiental. / Despite the environmental importance of bats in urban environments, few studies have reported the presence of enterococci in these animals. This study aimed: a) isolate, to identify the species and to detect the presence of resistance genes and virulence factors in enterococci isolated from feces of Tadarida brasiliensis bats; b) to evaluate the distribution of the enterococci species by qPCR and the resistance genes by PCR in the faecal samples of T. brasiliensis bats. Four pools of bats feces were collected in three places of the Rio Grande do Sul State and analyzed using microbiology and molecular methodologies. From the analysis of enterococci isolated from feces, 4 species were identified, being Enterococcus faecalis the most frequent (83.6%), followed by E. casseliflavus (13.7%), E. gallinarum (1.35%) and E. mundtii (1.35%). The strains showed a resistance profile to rifampicin, erythromycin, norfloxacin, ciprofloxacin and tetracycline. Of the 32 strains resistant to erythromycin, 28 presented the ermC gene. Of the 13 strains resistant to ciprofloxacin and norfloxacin, none were positive for the gyrA gene. The single tetracycline resistant strain showed the tetM gene. The vanC1 and vanC2-3 genes were observed in E. faecalis strains. As regards the presence of virulence genes, higher incidence was observed for to gelE (97.3%) and ace (91.8%) genes, followed by agg (49.3%), cylA (5.5%) and esp (2.7%). The qPCR analysis allowed to identify the E. casseliflavus, E. faecalis, E. faecium, E. gallinarum and E. hirae species in the bats feces. The ermC, gyrA, vanA, vanB, vanC1 and vanC2-3 resistance genes were detected by PCR. In conclusion, different species of enterococci are part of the gastrointestinal tract microbiota of T. brasiliensis bats and the presence of resistance and virulence elements may be related to anthropogenic factors or originate from the environmental resistome.

A resistência antimicrobiana e fatores de virulência são importantes mecanismos de sobrevivência das bactérias, através deles elas se tornaram capazes de escapar da ação das adversidades do ambiente. O presente trabalho teve como objetivo principal analisar os fatores de virulência e genes de resistência de isolados de Klebsiella sp. e sua participação na manutenção de populações bacterianas resistentes em pontos na Laguna de Tramandaí. As amostragens foram realizadas em agosto de 2014 e janeiro de 2015 em quatro pontos distintos com diferentes graus de impacto ambiental. Foram analisados 272 isolados bacterianos das amostras de água da laguna de Tramandaí. Estes isolados foram submetidos a testes bioquímicos e microbiológicos para identificação e foram encontrados 37 isolados de Klebsiella sp. Estes isolados foram submetidos a testes de susceptibilidade antimicrobiana por disco-difusão, análise fenotípica de fatores de virulência e genes de resistência e pesquisa de genes de resistência (blaCTX-M, blaSHV, blaTEM) através de PCR e similaridade através do ERIC-PCR. Através da análise por MALDI-TOF, os 37 isolados foram identificados como quatro K. oxytoca, seis K. pneumoniae e 27 K. variicola. Todos os isolados foram suscetíveis a imipenem, ertapenem, piperacilina/tazobactam e polimixina B Ampicilina e amoxacilina foram os antimicrobianos com maior índice de resistência, o gene blashv foi o mais encontrado dentre os genes pesquisados. Todos os isolados apresentaram cápsula polissacarídica, 56,7% dos isolados apresentaram fímbrias do tipo 1, 56,7% demonstraram serem capazes de produzir biofilmes, 78,4% foram capazes de inativar os fatores bactericidas do soro e 81,1% sintetizaram sideróforos. A análise por ERIC-PCR e MALDI-TOF geraram dendrogramas de alta heterogeneidade e baixos índices de similaridade, indicando que diferentes populações de Klebsiella estão se mantendo naquele ambiente. Ficou evidenciado neste estudo, através dos isolados encontrados e suas características genéticas e fenotípicas de resistência bacteriana, que eles podem estar contribuindo para a manutenção e disseminação da resistência aos antimicrobianos no ambiente. / Antimicrobial resistance and virulence factors are important mechanisms for the survival of bacteria, through which they have become capable of escaping from the adversities of the environment. The present work had as main objective to analyze the virulence factors and resistance genes of Klebsiella sp. And its participation in the maintenance of resistant bacterial populations in points in Tramandaí Lagoon. Samplings were carried out in August 2014 and January 2015 at four different points with different degrees of environmental impact. A total of 272 bacterial isolates from the Tramandaí lagoon water samples were analyzed. These isolates were submitted to biochemical and microbiological tests for identification and 37 isolates of Klebsiella sp. These isolates were submitted to antimicrobial susceptibility tests by disc-diffusion, phenotypic analysis of virulence factors and and resistance gene (blaCTX-M, blaSHV, blaTEM) search by PCR and similarity through ERIC-PCR. Through the use of MALDI-TOF, the 37 isolates were identified as four of K. oxytoca, six of K. pneumoniae and 27 of K. variicola. All the isolates were suscetible to imipenem, ertapenem, piperacilin/tazobactam e polimixin B Ampicillin and amoxicillin were the most resistant antimicrobials, the blaSHV gene was the most found among the genes studied. All isolates presented a polysaccharide capsule, 56.7% of the isolates had type 1 fimbriae, 56.7% were able to produce biofilms, 78.4% were able to inactivate serum bactericidal factors and 81.1% synthesized siderophores. Analysis by ERIC-PCR and MALDI-TOF generated dendrograms with high diversity and low similarity indexes, indicating that different populations of Klebsiella are remaining in that environment. It was evidenced in this study, through the isolates found and their genetic and phenotypic characteristics of bacterial resistance that they may be contributing to the maintenance and dissemination of antimicrobial resistance.

Enterococcus estão presentes no trato gastrointestinal (TGI) de animais vertebrados e invertebrados, os quais podem adquirir estas bactérias através de mecanismos de transferência horizontal e vertical de micro-organismos. Pesquisas recentes descreveram a presença de Enterococcus em lepidópteros, porém estudos com borboletas do gênero Heliconius são escassos. Este trabalho teve como objetivo, a partir de uma bacterioteca de 178 Enterococcus sp. previamente isolados de fezes de imaturos de Heliconius erato phyllis detectar a presença de genes de resistência e virulência por PCR; avaliar fenotipicamente os fatores de virulência e a produção de compostos com atividade antimicrobiana; e avaliar o perfil clonal das cepas pela técnica de PFGE. Dos 178 enterococos, 55 apresentavam resistência a eritromicina e 11 a norfloxacina e/ou ciprofloxacina, porém não foi detectado nenhum gene relacionado a estes fenótipos de resistência. Quanto aos fatores de virulência testados nos 178 enterococos, 63 isolados amplificaram para o gene esp, 12 para ace e 2 para gelE. Os genes agg e cylA não foram detectados. Na análise fenotípica dos fatores de virulência, os dois E. faecalis positivos para gelE também foram positivos para a degradação da gelatinase e 130 enterococos apresentaram capacidade de hidrolisar hemácias. Para investigar a produção de substância antagonista, foram selecionados 26 enterococos; destes, 15 apresentaram atividade contra a bactéria indicadora Listeria monocytogenes. Oitenta e seis isolados foram selecionados para avaliar a relação clonal por PFGE, e foi possível observar a partir do dendrograma que os enterococos no TGI dos imaturos têm origem alimentar e materna. Conclui-se que os enterococos provenientes de amostras fecais de imaturos de H. erato phyllis possuem poucos genes relacionados a mecanismos de virulência comuns na área clínica. É possível que os Enterococcus produtores de substância antagonista desempenhem um papel importante no equilíbrio das comunidades microbianas do TGI deste inseto, e que ocorra a transferência vertical de micro-organismos das fêmeas para a prole para a espécie H. erato phyllis. / Enterococcus is present in the gastrointestinal (GI) tract of vertebrates and invertebrates, which can acquire these bacteria through mechanisms of horizontal and vertical transfer of microrganisms. Recent research has described the presence of Enterococcus in Lepidoptera, but studies with butterflies of the genus Heliconius are scarce. This study had as objective, from a bacterioteca of 178 Enterococcus sp. previously isolated from fecal samples of immature Heliconius erato phyllis detect the presence of resistance and virulence genes by PCR; phenotypically assess the virulence factors and the production of compounds with antimicrobial activity; and to evaluate the clonal profile of the strains by PFGE. Of the 178 enterococci, 55 were resistant to erythromycin and 11 resistant to norfloxacin and/or ciprofloxacin, however was not detected any gene related to these resistance phenotypes. The virulence factors were tested in 178 enterococci, and 63 isolated amplified for the esp gene, 12 for ace and 2 for gelE. The agg and cylA genes were not detected. In the phenotypic analyzes, both E. faecalis positive to gelE gene were also positive for the degradation of gelatinase, and 130 enterococci showed ability to hydrolyze red blood cells. To investigate the production of antagonistic substance, 26 enterococci were selected and of these, 15 showed activity against the indicator bacteria Listeria monocytogenes. Eighty-six isolates were selected to evaluate the clonal profile by PFGE, and it was possible to observe in the dendrogram that the origin of the enterococci in GIT of immatures was the herbivory and maternal origin. It is concluded that the enterococci from fecal samples of immature H. erato phyllis possess few mechanisms of virulence-related genes, common in the clinical area. It is possible that the antagonistic substance-producing enterococci could play an important role in the equilibrium of the microbial communities of the GIT of this insect, and there is vertical transmission of enterococci from females to their offspring to the specie H. erato phyllis.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319257.pdf: 3110311 bytes, checksum: bc8d5ded629f613adc4419c7036a0558 (MD5) Previous issue date: 2013 / O rápido crescimento populacional resultou no aumento da demanda de alternativas viáveis para sistemas de esgotamento sanitário em localidades desprovidas desse serviço. Neste estudo, objetivou-se verificar o desempenho de reatores em bateladas sequenciais (RBS) e determinar a composição da comunidade microbiana responsável pela remoção de matéria orgânica e nutrientes. Para tanto, dois reatores em bateladas sequenciais (RBS1 e RBS2), integrantes de sistemas descentralizados de tratamento, em escala real, alimentados com esgoto sanitário, foram operados com baixa concentração de oxigênio dissolvido (0,3-0,7 mg L-1) e diferentes razões C/N. Os reatores apresentaram variações na carga aplicada ao longo do monitoramento (Etapa II 0,5 e 0,4 kg m-3 d-1 para os RBS 1 e 2, respectivamente; e na Etapa III variou entre 0,2 e 3,4 kg m-3 d-1 no RBS2) não interferindo contudo na sua eficiência. As eficiências de remoção foram superiores a 80% para DQOS e DQOT; 60% para N-NH4+, 70% para SST e 80% para SSV. Verificou-se que as remoções de matéria orgânica e nitrogênio ocorriam nas primeiras horas do ciclo, indicando que o sistema funciona eficientemente em ciclos com duração inferior a 4 horas. A microscopia evidenciou um lodo concentrado composto por amebas nuas e tecadas, ciliados e rotíferos. A biomassa era formada por um consórcio microbiano comumente relatado em sistemas de tratamento por lodos ativados. Houve ocorrência de bactérias nitrificantes dos gêneros Nitrospira e Nitrosomonas e organismos acumuladores de fosfato em ambos os reatores. Os gêneros Thiobacillus, Desulfovibrio e organismos acumuladores de glicogênio foram detectados no RBS2, assim como observada elevada incidência de organismos acumuladores de fosfato desnitrificantes (média =70%). A temperatura mostrou-se determinante nos processos de nitrificação. Mudanças na composição bacteriana do lodo foram verificadas ao longo do tempo em ambos os reatores, vinculadas aos fatores operacionais e às variações da qualidade do afluente, com diminuição da diversidade e frequência constante dos grupos nos períodos de alta carga. Houve correlação entre alguns grupos encontrados em períodos de alta e baixa carga. Os resultados reforçam a premissa de que RBS podem se adaptar às mudanças de cargas aplicadas (orgânica e de nutrientes), com aclimatação gradual da biomassa. <br>

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Soil microbiome and relationships with soil meiofauna are important for the stability and functionality of agroecosystems, including their potential effects on soil suppressiveness. However, little is know about how farming systems and alternative methods for controlling plant pathogens determine microbial community, soil meiofauna and plant productivity. In this study, we assessed the composition of soil microbiome (bacterial, fungal and protist) using a high-throughput sequencing approach (16S and 18S ribosomal markers), the population of parasitic and free-living nematodes, the plant productivity and its interrelationships in a long-term experiment dividing conventional and organic systems into alternative methods for plant pathogen control. Conventional and organic farming systems had major influence on soil microbial community, meiofauna and plant productivity, while the effects of the soil health treatments were of smaller magnitude. Organically managed system increased taxonomic and phylogenetic diversity of the bacteria and fungal communities compared with conventional farming system, while no effects were observed on protist community. Organic farming increase the population of free-living nematodes and conventional increase the population of parasitic nematodes and plant productivity. Microbial diversity and community structure appear to be related with parasitic nematode suppression in system receiving organic fertilizer and certain soil health treatments, which were characterized by component microbial groups known to be involved in suppression of soil pathogens. Understand the soil microbiome and multitrophic interactions in agroecosystems offer a potential for managing the soil environment from ecology towards a more sustainable control of plant pathogens using beneficial microorganisms. / O microbioma e as relações com a meiofauna do solo são importantes para a estabilidade e funcionalidade dos agroecossistemas, incluindo os seus efeitos potenciais sobre a supressividade do solo. No entanto, pouco se sabe sobre como os sistemas agrícolas e métodos alternativos para o controle de patógenos de plantas determinam a comunidade microbiana, a meiofauna solo e a produtividade de plantas. Neste estudo, avaliamos a composição do microbioma do solo (bactérias, fungos e protistas), utilizando o sequenciamento de nova geração (marcadores ribossômicas 16S e 18S), a população de nematóides de vida livre e parasitas, a produtividade da planta e sua inter-relações em um experimento de longa duração dividindo sistema convencional e orgânico em métodos alternativos de controle de patógenos de plantas. Os sistemas de cultivo convencional e orgânico largamente determinaram a comunidade microbiana do solo, a meiofauna e produtividade da planta, enquanto que os efeitos dos tratamentos alternativos foram de menor magnitude. O sistema de manejo orgânico aumentou a diversidade taxonômica e filogenética das comunidades de bactérias e fungos em comparação com o sistema de agricultura convencional, enquanto não foram observados efeitos sobre a diversidade de protistas. A população de nematóides de vida livre foi favorecida no sistema orgânico, enquanto a população de nematóides parasitas e produtividade da planta foi maior no sistema convencional. A diversidade e a estrutura da comunidade microbiana parecem estar relacionadas com a diminuição de nematóides parasitas no sistema orgânico e em certos tratamentos do solo, o quais foram caracterizados por grupos microbianos conhecidos por serem envolvidos na supressão de patógenos de solo. Entender o microbioma solo e as interações multitróficas em agroecossistemas oferecem um potencial para um manejo mais sustentável por meio de microrganismos benéficos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-01-29Bitstream added on 2014-06-13T21:06:49Z : No. of bitstreams: 1 childs_gmf_dr_jabo.pdf: 764394 bytes, checksum: e911809aa7ff8c7e97896f6faa8e8727 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Funep / Monsanto / Avaliou-se o efeito de oito herbicidas em duas concentrações (2 e 10 vezes a dose media recomendada por hectare) sobre a microbiota de solo. Os herbicidas (bentazon, metolachlor, trifluralin, imazethapyr, imazethapyr+lactofen, haloxyfop-methyl, glyphosate e chlorimuron-ethyl) foram selecionados em função dos resultados de um estudo prévio. Como bioindicadores de atividade se utilizou: respiração microbiana, quantificando-se a emissão de CO2 aos 2, 4, 8, 12, 16, 20, e 24 dias de incubação, mineralização de nitrogênio, atividade da enzima desidrogenase e a hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA), aos 8 e 28 dias. Também se estimou diversidade microbiana. Bentazon e a mistura de imazethapyr+lactofen, na maior concentração, e o haloxyfop-methyl nas duas concentrações, apresentaram efeitos inibitórios na respiração microbiana, embora diferentes em época e duração do efeito. Na mineralização de nitrogênio não foi possível detectar efeitos dos tratamentos. Nenhum dos tratamentos herbicidas afetou a hidrólise do FDA. A atividade da desidrogenase mostrou comportamento variável aos 8 e 28 dias, com resultados de inibição e de estimulo. Somente o herbicida metolachlor 10x causou inibição na quantidade de fungos, os restantes efeitos detectados resultaram em incrementos dos microrganismos. A única correlação significativa encontrada foi entre a atividade da desidrogenase e a respiração basal aos oito dias de incubação. / The effects of eight herbicides on soil microorganism activity were evaluated at two concentrations: 2x and 10x the recommended doses for each product in soybean. These herbicides were selected through the results of a prior experiment were 17 herbicides were tested. The selected herbicides were: bentazon, metolachlor, trifluralin, imazethapyr, imazethapyr+lactofen, haloxyfop-methyl, glyphosate e chlorimuron-ethyl. To study the microorganism activity the following parameters were measured: CO2 soil production until 28 days of incubation, nitrogen mineralization rate, dehydrogenase and FDA activities, at 8 and 28 days of incubation. The functional microbe diversity also was investigated. Bentazon (10x) and the mix imazethapyr+lactofen (10x) and haloxyfopmethyl at both concentrations, reduced the CO2 production, although with differences in timing and duration. No effects of the herbicides could be detected on nitrogen mineralization or FDA hydrolyses. Variable effects involving inhibition or stimulation were detected in the dehydrogenase activity according on herbicide, concentration and period of incubation. Only metolachlor (10x) had inhibition effects on the soil fungi population; the other herbicides promoted increases on microorganism populations. Only dehydrogenase activity and soil respiration at 8 days correlated significatively.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-05-27T19:32:19Z No. of bitstreams: 1 2015_GeisiannyAugustaMonteiroMoreira.pdf: 3420686 bytes, checksum: b0c522f7ea3ef57e4083445f96eda7e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-05-28T15:35:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GeisiannyAugustaMonteiroMoreira.pdf: 3420686 bytes, checksum: b0c522f7ea3ef57e4083445f96eda7e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-28T15:35:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GeisiannyAugustaMonteiroMoreira.pdf: 3420686 bytes, checksum: b0c522f7ea3ef57e4083445f96eda7e2 (MD5) / O solo configura-se como um habitat peculiar, complexo e altamente dinâmico. Os micro-organismos fazem parte do solo de maneira indissociável e possuem importante papel ecológico. As leveduras são fungos unicelulares e participam ativamente de processos ecológicos que ocorrem no solo, porém boa parte do conhecimento sobre a diversidade de leveduras em solos permanece desconhecida, principalmente em solos impactados por processos de mineração. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade genética e funcional de leveduras associadas a solos de mineração, áreas do entorno e amostras de água. Foram coletadas 20 amostras de solo de 5 diferentes áreas (Mata, Eucalipto, Cerrado, Canga e Capim) e 4 amostras de água do Centro de Pesquisas e Conservação da Biodiversidade da VALE S.A (CeBio). O isolamento de leveduras foi feito em meio MYGP. Caracterização morfológica da colônia e da célula foram feitas. A caracterização genética utilizou MSP-PCR para agrupamento de perfis genéticos similares e o sequenciamento do gene 26S do RNA ribossomal. PCR-DGGE foi utilizada como ferramenta molecular para avaliar a diversidade de leveduras cultiváveis e não cultiváveis das amostras de solo. A caracterização funcional foi feita através de testes de tolerância aos metais Ferro e Cádmio e verificação da habilidade dos isolados como promotores do crescimento de plântulas de arroz. Foram recuperados 72 isolados das amostras de solos e água do CeBio, agrupados em 23 morfotipos de acordo com as características morfológicas. O sequenciamento do Domínio D1/D2 do gene 26S do RNA ribossomal revelou a presença de 6 gêneros: Cryptococcus, Pseudozyma, Meyerozyma, Debaryomyces, Lipomyces e Aureobasidium. O gênero Cryptococcus foi dominante com 57 isolados, aparecendo também na análise de PCR-DGGE. A composição das comunidades de leveduras associadas a solos de cinco diferentes áreas e a água de um localdo CeBio mostrou-se homogênea entre as áreas. Os testes de tolerância a metais mostraram que apenas dois isolados cresceram nos 2 metais nas concentrações máximas de 5mM para Cd e 20mM para Fe. Os isolados não apresentaram habilidade para aumentar o crescimento de sementes de arroz pré-germinadas in vitro. / The soil is a peculiar habitat with a complex and highly dynamic nature. The micro-organisms are an inseparable part of the soil. Yeasts are unicellular fungi and actively participate in ecological processes occurring in the soil, however most part of knowledge on the diversity of yeasts in soil remains unknown, mainly on soils compacted by mining process. The objective of this study was to characterize the genetic and functional diversity of yeasts associated with mining soils, surrounding areas and water samples. Were collected 20 samples were collected from 5 different places (Mata, Eucalipto, Cerrado, Canga and Capim) and 4 water samples from the Center of Research and biodiversity conservation of VALE S.A (CeBio). The isolation of the yeasts was made using MYGP medium. The isolates were characterized morphologically based on the appearance of the colony on petri plates and cell morphology. The genetic characterization was performed using MSP-PCR for grouping similar genetic profiles and sequencing of the D1/D2 domain of 26S of rDNA. PCR-DGGE was used as a molecular tool for evaluating the diversity of cultivable and non-cultivable yeasts. Functional characterization was done by tests of tolerance to the metals iron and cadmium and verification of the ability of the isolates as growth promoters of rice seedlings. 72 isolates were obtained from soil and water gathered from CeBio, grouped in 23 morphotypes according to its morphological features. The sequence of the domain D1/D2 from 26S rDNA revealed the presence of six genera: Cryptococcus, Pseudozyma, Meyerozyma, Debaryomyces, Lipomyces and Aureobasidium. Cryptococcus genus was dominant with 57 isolates, also appearing in the analysis of PCR-DDGE. The composition of yeast communities associated with soil and water from five different areas of CeBio was homogeneous among those areas. The tests of metal tolerance showed that only two isolates grew in the 2 metals in maximum concentrations of 5 mM for Cadmium and 20 mM for Iron. The isolates did not demonstrate the ability to increase the growth of rice seeds pre-germinated in vitro.